水平偶极子在涂敷单轴介质的高耗介质表面激励的场

摘要

对电偶极子在三层介质中激起的电磁场的研究有很多实际意义，比如长波在有覆盖层的海面或地面上的传播，微带天线在导电基底的硅片上激起的电磁场等。但对这个问题的研究出现了不同的看法和分歧，King和Sandler认为：只要中间层的厚度不大，远区沿介质表面传播的波主要是侧面波，它将以p<'-2>规律衰减。而Wait在他的评论中却认为，在King和Sandler研究的情况下，远区场应该主要以吸附表面波为主，它将以p<'-1/2>规律衰减。后来，Mahmoud也对King的文章给出了评论。 Collin、张红旗、李凯等人对这个问提进行了深入探讨。Collin给出了覆盖一层介质的地球表面上由赫兹偶极子激励的电磁场E<,z>分量的严格解。张给出了垂直偶极子在涂敷介质的理想和非理想导电基底上产生的场，以及水平偶极子在涂敷介质的理想导电基底上产生的场和埋入基底中的水平偶极子在基底一侧产生的场。在此基础上，李研究了水平偶极子在涂敷单轴各向异性介质层的理想导电基底上激励的场。 在实际情况中，不仅要顾及涂敷层的各向异性特性，同时更一般的情况是有耗基底。针对更实际的情况，本文将研究水平电偶极子在涂敷单轴介质的高耗介质上激励的电磁场。利用张、李论文中所述的类似方法，本文首先给出了六个场分量的由三项组成的完整的积分表达式。前两项分别是直达波和理想反射波，最后一项表示由涂敷层带来的影响。由复变函数理论，把最后这一积分项的求解分解成求被积函数极点的留数和求沿支点形成的割缝的积分两部分。由极点留数得到的那项是吸附表面波，而由沿支点割缝积分得到的是侧面波。 最后求得的这些解包括直达波，理想反射波，吸附表面波和侧面波。而且吸附表面波和侧面波也分别有电型(TM)和磁型(TE)两种。当涂敷层厚度f满足nπ/k<,L>(K<'2><,L>-K<'2><,O>)<'1/2>·l<(n+1)π，能激起n+1个模式的电型吸附表面波，其波数在k<,O>和k<,L>之间，当(n-1/2)π<(k<'2><,T>-k<'2><,O>)<'1/2>·l<(n+1/2)π，能激起n个模式的磁型吸附表面波，其波数则在k<,O>和k<,T>之间。在垂直边界的方向上，吸附表面波随指数衰减。在p方向上，由于基底的损耗，吸附表面波有较大衰减。侧面波不管是电型还是磁型，其波数都是k<,O>，并且受基底导电性的影响较小。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1研究背景和意义

1.2表面波和侧面波的研究概况

1.2.1 Zennek表面波

1.2.2沿分层介质表面传播的表面波

1.2.3沿两种介质分界面传播的侧面波

1.2.4电偶极子在涂敷介质层的导电基底上激起的电磁场

1.3本论文的主要研究成果和内容编排

1.3.1本论文主要研究成果

1.3.2本论文研究内容编排

第二章公式推导

2.1场分量的积分表达式

2.2电型(TM)波分量

2.2.1极点方程的根的求解——吸附表面波的求解

2.2.2极点方程的根的变化规律

2.2.3沿支点割缝的积分——侧面波的求解

2.3磁型(TE)波分量

2.3.1极点方程的根的求解——吸附表面波的求解

2.3.2极点方程的根的变化规律

2.3.3沿支点割缝的积分——侧面波的求解

2.4各场分量的完整的表达式

第三章数值计算和分析

3.1数值计算结果

3.2分析

第四章总结

参考文献

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